用统计数学的方法，寻求各变量的统计规律，确定结构的失效概率（或可靠度）来度量结构 的可靠性。随机性在国际上，这种方法通常称为“可靠度设计法”，而将其应用于结构的极 限状态设计则称为“概率极限状态设计法”。该标准明确提出以结构可靠性理论为基础的概 率极限状态设计法作为公路工程结构设计的总原则。 当前，国际上将结构概率设计法按精确程度不同分为三个水准，即水准1、水准Ⅱ和水 准。 1)水准1—半概率设计法 这一水准设计方法虽然在荷载和材料强度上分别考虑了概率原则，但它把荷载和抗力分 开考虑，并没有从结构构件的整体性出发考虑结构的可靠度，因而无法触及结构可靠度的核 、 结构的失效概率，并且各分项安全系数主要依据工程经验确定，所以称其为半概率设 计法 2)水准Ⅱ—近似概率设计方法 这是目前在国际上已经进入实用阶段的概举设计法。它运用概率论和数理统计，对工程 结构、构件或截面设计的“可靠概率”，做出较为近似的相对估计。我国《工程结构可靠度 设计统一标准》(GB50153-92、《铁道工程结构可靠度设计统一标准》(GB50216-94)以及 《公路工程结构设计统一标准》(GB/T50283-1999)等确定的以概率理论为基础的一次 阶矩极限状态设计方法就属于这一水准的设计方法。虽然这已经是一种概率方法，但是，由 于在分析中忽略了或简化了基本变量随时间变化的关系：确定基本变量的分布时受现有信息 量限制而具有相当的近似性：并且，为了简化设计计算，将一些复杂的非线性极限状态方稻 线性化，所以它仍然只是一种近似的概率法。不过，在现阶段它确实是一种处理结构可靠度 的比较合理且可行的方法。 3)水准Ⅲ 一全概率设计法 全概率设计法是一种完全基于概率理论的较理想的方法。它不仅把影响结构可靠度的名 种因素用随机变量概率慎型去描述，更进一步考虑随时间变化的特性并用随机过程概率模型 去描述，而且在对整个结构体系进行精确概率分析的基础上，以结构的失效概率作为结构可 靠度的直接度量。这当然是一种完全的、真正的概率方法。目前，这还只是值得开拓的研究 方向，真正达到实用还需经历较长的时间。在以上的后两种水准中，水准方法Ⅱ是水准) 法Ⅲ的近似。在水准方法的基础上再进一步发展就是运用优化理论的最优全概率法。 2.1概率极限状态设计法的基本概念 2.1.1结构可靠性与可靠度 结构设计的目的，就是要使所设计的结构，在规定的时间内能够在具有足够可靠性的武 提下，完成全部预定功能的要求。结构的功能是由其使用要求决定的，具体有如下四个方面： (1)结构应能承受在正常施工和正常使用期间可能出现的各种荷载、外加变形、约束 变形等的作用 (2)结构在正常使用条件下具有良好的工作性能，例如，不发生影响正常使用的过大 变形或局部损坏。 2.2 2-2 用统计数学的方法，寻求各变量的统计规律，确定结构的失效概率（或可靠度）来度量结构 的可靠性。随机性在国际上，这种方法通常称为“可靠度设计法”，而将其应用于结构的极 限状态设计则称为“概率极限状态设计法”。该标准明确提出以结构可靠性理论为基础的概 率极限状态设计法作为公路工程结构设计的总原则。 当前，国际上将结构概率设计法按精确程度不同分为三个水准，即水准 I、水准 II 和水 准 III。 1）水准 I——半概率设计法 这一水准设计方法虽然在荷载和材料强度上分别考虑了概率原则，但它把荷载和抗力分 开考虑，并没有从结构构件的整体性出发考虑结构的可靠度，因而无法触及结构可靠度的核 心——结构的失效概率，并且各分项安全系数主要依据工程经验确定，所以称其为半概率设 计法。 2）水准 II——近似概率设计方法 这是目前在国际上已经进入实用阶段的概率设计法。它运用概率论和数理统计，对工程 结构、构件或截面设计的“可靠概率”，做出较为近似的相对估计。我国《工程结构可靠度 设计统一标准》（GB 50153-92）、《铁道工程结构可靠度设计统一标准》（GB 50216-94）以及 《公路工程结构设计统一标准》（GB/T 50283-1999）等确定的以概率理论为基础的一次二 阶矩极限状态设计方法就属于这一水准的设计方法。虽然这已经是一种概率方法，但是，由 于在分析中忽略了或简化了基本变量随时间变化的关系；确定基本变量的分布时受现有信息 量限制而具有相当的近似性；并且，为了简化设计计算，将一些复杂的非线性极限状态方程 线性化，所以它仍然只是一种近似的概率法。不过，在现阶段它确实是一种处理结构可靠度 的比较合理且可行的方法。 3）水准 III——全概率设计法 全概率设计法是一种完全基于概率理论的较理想的方法。它不仅把影响结构可靠度的各 种因素用随机变量概率模型去描述，更进一步考虑随时间变化的特性并用随机过程概率模型 去描述，而且在对整个结构体系进行精确概率分析的基础上，以结构的失效概率作为结构可 靠度的直接度量。这当然是一种完全的、真正的概率方法。目前，这还只是值得开拓的研究 方向，真正达到实用还需经历较长的时间。在以上的后两种水准中，水准方法 II 是水准方 法 III 的近似。在水准方法 III 的基础上再进一步发展就是运用优化理论的最优全概率法。 2.1 概率极限状态设计法的基本概念 2.1.1 结构可靠性与可靠度 结构设计的目的，就是要使所设计的结构，在规定的时间内能够在具有足够可靠性的前 提下，完成全部预定功能的要求。结构的功能是由其使用要求决定的，具体有如下四个方面： （1）结构应能承受在正常施工和正常使用期间可能出现的各种荷载、外加变形、约束 变形等的作用。 （2）结构在正常使用条件下具有良好的工作性能，例如，不发生影响正常使用的过大 变形或局部损坏